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體感系統(tǒng)中的受體，神經(jīng)元和突觸的分布式網(wǎng)絡(luò)有效地處理了復(fù)雜的觸覺(jué)信息。斯坦福大學(xué)的Zhenan Bao教授等人使用了靈活的有機(jī)電子器件來(lái)模仿感覺(jué)神經(jīng)的功能。并且對(duì)于人工傳入神經(jīng)從壓力傳感器集群中收集壓力（1-80Kpa）信息進(jìn)行了深入探究，通過(guò)使用環(huán)形振蕩器（0-100Hz）將壓力信息轉(zhuǎn)換為動(dòng)作電位，并將多個(gè)環(huán)形振蕩器的動(dòng)作電位與突觸晶體管整合在一起。仿生分層結(jié)構(gòu)可以檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)，組合同時(shí)的壓力輸入并區(qū)分盲文字符。此外，將人工傳入神經(jīng)與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)相連，以構(gòu)建混合生物電子反射弧來(lái)激活肌肉，這種系統(tǒng)在神經(jīng)機(jī)器人和神經(jīng)修復(fù)中有潛在的應(yīng)用。

玻璃具有獨(dú)特的光學(xué)，熱，機(jī)械，化學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，可用于許多應(yīng)用領(lǐng)域中。但是，玻璃固有的脆性可能破壞會(huì)用玻璃組成的結(jié)構(gòu)從而限制其在承重應(yīng)用中的使用（例如大型公共結(jié)構(gòu)）。當(dāng)綜合的機(jī)械和環(huán)境負(fù)荷使玻璃處于張力下并引發(fā)突然的災(zāi)難性故障時(shí)，先前存在的表面缺陷會(huì)擴(kuò)散。在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，夾層玻璃（即兩個(gè)或兩個(gè)以上的玻璃板與薄的聚合物中間層粘合在一起）用于在意外破裂的情況下保留碎片。因?yàn)樗槠瑫?huì)相互鎖住，破裂的夾層玻璃不僅可以維護(hù)用戶安全，還可以部分保留故障單元的剛度和結(jié)構(gòu)完整性。諾丁漢大學(xué)的Kyriaki Corinna Datsiou等人提出了一種生物啟發(fā)的玻璃-聚合物復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有比層壓玻璃更高的損傷耐受性，再次證明自然可以成為材料技術(shù)改進(jìn)的靈感源泉。

泵是所有動(dòng)物至關(guān)重要的生命維持組件。在生命的最早階段，管狀胚胎心臟就像無(wú)閥泵一樣，能夠產(chǎn)生單向血流。受此啟發(fā)，哈弗大學(xué)Zhengwei Li等人首次開(kāi)發(fā)了一個(gè)由工程骨骼肌提供動(dòng)力的無(wú)生物混合閥的無(wú)泵機(jī)器人。泵浦機(jī)器人由一個(gè)柔軟的水凝膠管組成，該軟管的兩端連接到一個(gè)較硬的聚二甲基硅氧烷（PDMS）支架上，從而產(chǎn)生了阻抗失配。自發(fā)性或電刺激的循環(huán)肌肉收縮進(jìn)一步擠壓管，導(dǎo)致彈性波沿著軟管傳播并在軟/硬管邊界處反射回去。本泵機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)高達(dá)22.5μL/ min的流速，比類似尺寸的心肌細(xì)胞瓣膜泵的流速至少高三個(gè)數(shù)量級(jí)。由于其簡(jiǎn)單的幾何形狀，堅(jiān)固性，易于制造和高泵送性能，這種泵浦機(jī)器人特別適合微流控，藥物輸送，生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，心血管泵送系統(tǒng)等方面的廣泛生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

生命系統(tǒng)能夠移動(dòng)，重新配置和復(fù)制。為了執(zhí)行這些任務(wù)，細(xì)胞會(huì)協(xié)調(diào)產(chǎn)生“活性”分子的相互作用，這些分子可以形成跨度達(dá)毫米級(jí)的力場(chǎng)并操縱不平衡結(jié)構(gòu)。由于，這些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)缺乏在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的時(shí)空控制，限制了它們?cè)谘芯糠瞧胶猬F(xiàn)象和生物啟發(fā)工程方面的實(shí)用性。在這里，加州理工大學(xué)的Tyler D. Ross等人通過(guò)光學(xué)控制結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)現(xiàn)非平衡現(xiàn)象和原理。工程系統(tǒng)由純化的微管和可交聯(lián)并組織微管的可光激活的運(yùn)動(dòng)蛋白組成照成不同的結(jié)構(gòu)我們開(kāi)發(fā)定義為燈光模式集的基本操作，以創(chuàng)建，移動(dòng)和合并微管結(jié)構(gòu)。通過(guò)構(gòu)成這些基本操作，能夠創(chuàng)建跨過(guò)數(shù)百微米的微管網(wǎng)絡(luò)，并以比單個(gè)電動(dòng)機(jī)的速度快一個(gè)數(shù)量級(jí)的速度收縮。操縱這些可收縮的網(wǎng)絡(luò)來(lái)生成和雕刻持久的流體流，揭示的邊界介導(dǎo)控制原理可用于研究新興的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和作用力以及開(kāi)發(fā)可編程的活性物質(zhì)裝置。

現(xiàn)代機(jī)器人缺少活生物體中的多功能互連系統(tǒng)，因此無(wú)法再現(xiàn)其效率和自主性。儲(chǔ)能系統(tǒng)是限制機(jī)器人自主性的最關(guān)鍵限制，但是可以在多功能，受生物啟發(fā)的應(yīng)用環(huán)境中重新檢查其大小，重量，材料和設(shè)計(jì)約束。這篇文章中，康奈爾大學(xué)的Cameron A. Aubin等人介紹了一種嵌入到無(wú)繩水生軟機(jī)器人中的合成能量密集循環(huán)系統(tǒng)。該仿生血管系統(tǒng)以氧化還原液流電池為模型，將液壓傳遞，致動(dòng)和能量存儲(chǔ)的功能整合到單個(gè)集成設(shè)計(jì)中，從而在幾何上增加了機(jī)器人的能量密度，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間（長(zhǎng)達(dá)36小時(shí)）的操作。其構(gòu)造中使用的制造技術(shù)和柔性材料使血管系統(tǒng)能夠以復(fù)雜的形狀因數(shù)創(chuàng)建，這些形狀因機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)而不斷變形。液壓流體中電化學(xué)能量存儲(chǔ)的這種使用可以促進(jìn)未來(lái)機(jī)器人設(shè)計(jì)中能量密度，自主性，效率和多功能性的提高。

作為功能性生物材料的重要應(yīng)用，神經(jīng)探針為研究大腦做出了重要貢獻(xiàn)。盡管前幾代探針與其神經(jīng)元靶標(biāo)在結(jié)構(gòu)和機(jī)械方面存在差異，導(dǎo)致神經(jīng)元丟失，神經(jīng)炎性反應(yīng)和測(cè)量不穩(wěn)定，但生物啟發(fā)和仿生策略已開(kāi)始應(yīng)用于神經(jīng)探針的開(kāi)發(fā)。哈佛大學(xué)的Xiao Yang等人介紹了一種針對(duì)神經(jīng)探針的生物啟發(fā)性設(shè)計(jì)-類神經(jīng)元電子（NeuE）-其中的關(guān)鍵構(gòu)件模擬了神經(jīng)元的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征和機(jī)械特性。植入的NeuE-腦接口的完整三維映射突出了NeuE和神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)不可區(qū)分性和緊密的互穿性。時(shí)間依賴性的組織學(xué)和電生理學(xué)研究進(jìn)一步揭示了植入后不久與神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的接口，從而為下一代腦機(jī)接口提供了機(jī)會(huì)。NeuE亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征顯示出促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)祖細(xì)胞的遷移，從而有望成為無(wú)移植再生醫(yī)學(xué)的電活性平臺(tái)。

天然生物材料的新興特性來(lái)自有序域和無(wú)序域之間納米級(jí)相互作用的共同作用。在這里，使用重組序列設(shè)計(jì)，我們創(chuàng)建了一組部分有序的多肽，以通過(guò)精確編碼納米級(jí)有序-無(wú)序相互作用來(lái)研究新興的層次結(jié)構(gòu)。這些材料結(jié)合了無(wú)序的彈性蛋白樣多肽的刺激響應(yīng)能力和聚丙氨酸螺旋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)熱響應(yīng)具有可調(diào)的熱滯，并具有在閾值溫度以上可逆地形成多孔，粘彈性網(wǎng)絡(luò)的能力。通過(guò)粗粒度模擬，我們表明，由于有序域和無(wú)序域的介觀相分離，物理交聯(lián)引起了磁滯現(xiàn)象。注射設(shè)計(jì)為在體溫下轉(zhuǎn)變的部分有序多肽后，它們會(huì)形成穩(wěn)定的多孔支架，該支架可迅速整合到周圍組織中，而炎癥反應(yīng)極少，血管形成程度很高。結(jié)構(gòu)順序和無(wú)序的序列水平調(diào)節(jié)是功能性基于蛋白質(zhì)的生物材料設(shè)計(jì)的未開(kāi)發(fā)原理。

我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮釉O(shè)備幾乎完全依賴電子作為主要的電荷載體。與之形成鮮明對(duì)比的是，生物系統(tǒng)很以電子作為電荷載體，而是使用離子和大小不同的分子。近幾十年來(lái)，由于導(dǎo)電和半導(dǎo)電聚合物和有機(jī)小分子能夠進(jìn)行獨(dú)特的電子和離子/分子結(jié)合導(dǎo)電，這些材料已成為在這兩個(gè)領(lǐng)域之間轉(zhuǎn)換信號(hào)的出色工具。因此林雪平大學(xué)的Daniel T. Simon等人提供了一種有效接口的手段生物學(xué)與常規(guī)電子學(xué)，從而成為有機(jī)生物電子學(xué)領(lǐng)域。如今，有機(jī)生物電子學(xué)首次發(fā)現(xiàn)和定義了具有生物記錄和調(diào)節(jié)工具的通用平臺(tái)，并且正朝著從生命科學(xué)到臨床的應(yīng)用不斷發(fā)展。在本綜述介紹了該領(lǐng)域從其早期的突破到當(dāng)前的成果和未來(lái)的挑戰(zhàn)等方面的內(nèi)容。

受胚胎傷口閉合的啟發(fā)，哈弗大學(xué)的S. O. Blacklow等人提出使用機(jī)械活性敷料來(lái)加速傷口愈合。常規(guī)敷料通過(guò)在傷口部位保持水分來(lái)被動(dòng)地幫助愈合，而最新的進(jìn)展集中在驅(qū)動(dòng)愈合過(guò)程的藥物傳遞和細(xì)胞上，但是這些方法通常由于藥物副作用，復(fù)雜的制造方法和高成本而變得復(fù)雜。在這里，研究者們介紹了由熱響應(yīng)性強(qiáng)粘性水凝膠組成的新型活性粘合劑敷料，這些凝膠結(jié)合了高拉伸性，韌性，組織粘附力和抗菌功能。根據(jù)暴露于皮膚溫度，它們牢固地粘附在皮膚上并主動(dòng)收縮傷口。體外和體內(nèi)研究證明了它們?cè)诩铀俸椭С制つw傷口愈合方面的功效。有限元模型驗(yàn)證和完善了由這些活性粘合劑敷料實(shí)現(xiàn)的傷口收縮過(guò)程。這種機(jī)械生物學(xué)方法為傷口處理開(kāi)辟了新途徑，并可能在從再生醫(yī)學(xué)到軟機(jī)器人的各種應(yīng)用中找到廣泛的用途。

大自然可以比人類設(shè)計(jì)的電，聲或光設(shè)備在液體中產(chǎn)生等離子體的效率更高。在動(dòng)物界，卡塔蝦會(huì)誘使空化塌陷，從而產(chǎn)生高壓和高溫，從而導(dǎo)致通過(guò)光子的有效等離子體形成以及通過(guò)能量聚焦產(chǎn)生沖擊波。在這項(xiàng)工作中，德州農(nóng)工大學(xué)的Xin Tang 和David Staack報(bào)告了一種仿生機(jī)械裝置，模仿了卡塔蝦的血漿生成技術(shù)。該設(shè)備是基于快速拍打的蝦爪蛻的X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)采用仿生材制造技術(shù)制造的。研究者們?cè)O(shè)計(jì)了一種彈簧裝置，以適當(dāng)?shù)牧退俣戎聞?dòng)機(jī)械爪，以產(chǎn)生與蝦的空化數(shù)和雷諾數(shù)相匹配的高速水射流。對(duì)光發(fā)射和沖擊進(jìn)行了成像，這表明我們的設(shè)備復(fù)制了蝦的血漿生成技術(shù)，并且比其他血漿生成方法更有效。